Як працює ABS, ESC DTC.
Нові автомобілі загадкові і за технологіями заплутують навіть багатьох експертів. Сучасні транспортні засоби оснащені комп’ютерами, датчиками та пристроями, які перетворюють машини в магічні технічні засоби. Багато хто з нас не раз чули, що сучасні автомобілі оснащуються антиблокувальною системою (ABS), протибуксовочною системою /системою контролю тяги/ (DTC) і електронною системою контролю стійкості (ESC). Але одна справа чути, а інша справа знати, що це за системи безпеки автомобіля і як вони працюють. Пропонуємо вам дізнатися, як працюють автомобільні системи автоматизованого контролю. Ми спробуємо пояснити, як працюють системи ABS, ESC DTC.
До появи електронних систем гальмування автомобіля, в старих транспортних засобах водіям необхідно було володіти достатнім професіоналізмом, для того щоб грамотно загальмувати важку машину на снігу або на слизькій дорозі.
Для цього водію необхідно було правильно працювати з педаллю гальма, а також грамотно працювати з педаллю газу. Якщо водій старого автомобіля не мав достатньо досвіду водіння, то, як правило, найчастіше екстрене гальмування призводило до ДТП. Те ж саме стосується і “тесту лося” при якому потрібен був величезний досвід водіння, щоб піти від удару. Для цього водій повинен був постійно натискати і відпускати педаль гальма, а також в потрібний момент додавати за допомогою педалі газу обороти двигуна. Це дуже нелегко і для того щоб навчитися правильно гальмувати без електронних гальмівних систем, і ухилитися від перешкоди на дорозі, потрібні роки тренувань.
В наш час в машинах є антиблокувальна система, яка допомагає нам зупинитися, противобуксовочная система /система контролю тяги, що допомагає нам уникнути втрати зчеплення коліс з дорогою і електронна система контролю стійкості, створена для того, щоб запобігти заносу автомобіля. Ці системи змінили автомобільну промисловість. Справа в тому, що подібні електронні системи зробили транспортні засоби більш безпечними, і більш здатними на дорозі, навіть в суворих кліматичних умовах на слизькій дорозі. Давайте подивимося, як все-таки працюють електронні системи безпеки.
Протиблокувальні гальмівні системи (ABS)
Основний зміст роботи антиблокувальної гальмівної системи (ABS) заснований на розходженні між кінетичним тертям і статичним тертям. Наприклад, уявіть, що ви рухаєте важку коробку по підлозі в кімнаті. Але щоб почати пересувати коробку вам необхідно спочатку її зрушити з місця. Якщо коробка дуже важка, то вам знадобиться достатньо сил, щоб змусити коробку рухатися. Після того як ви зрушили коробку з місця, рухати її стане легше. Це і є розходження між статичним тертям (коли об’єкти не переміщаються щодо один одного) і кінетичним тертям (коли тертя відбувається при русі об’єктів). Ось формула сили тертя:
– сила тертя, 
– коефіцієнт тертя, 
– сила нормального тиску, який притискає тіло до опори
Коефіцієнт тертя в спокої більше, ніж коефіцієнт кінетичного тертя.
Коли ви натискаєте на педаль гальма в автомобілі, то ви звичайно хочете, щоб ваш транспортний засіб зупинився так, щоб колеса сповільнилися з допомогою статичного тертя (інша назва тертя кочення). І звичайно, ви не хочете, щоб ваші колеса сповільнилися з допомогою кінетичного тертя (сила тертя ковзання). Якщо ваша машина починає зупинятися завдяки статичного тертя, то після того, як ви натиснули на педаль гальма, збільшиться сила тертя, що зменшує гальмівний шлях, особливо на дорогах з бетонною або з асфальтовим покриттям.
Стандартна антиблокувальна гальмівна система (ABS) створена для того, щоб запобігти перехід статичного тертя в кінетичне тертя (сила тертя ковзання). Звичайна система ABS включає в себе чотири датчика швидкості (на кожне колесо), гідравлічний насос, чотири гідравлічних клапана (за умови, що система ABS встановлена на всі чотири колеса) і контролер (електронний блок управління). Електронний блок управління ABS контролює швидкість кожного колеса з допомогою датчиків швидкості, які заміряють швидкість обертання коліс.
Електронний контролер бачить, коли одне колесо починає, сповільнюється швидкості обертання, яка відповідає швидкості уповільнення автомобіля. Щоб запобігти зниження швидкості обертання одного колеса по відношенню до інших коліс, система ABS приводить в дію гідравлічний клапан в гальмівній магістралі того колеса, обертання якого знизилася більше ніж поточна швидкість автомобіля.
Завдяки активації клапана зменшується тиск в гальмівній системі колеса, що дозволяє вирівняти обертання колеса з іншими. Після того, як швидкість обертання одного колеса вирівнялася з іншими колесами, то система ABS дає сигнал для додавання тиску в гідравлічну гальмівну систему. Для цього система натискає педаль гальма на короткий час. Як тільки система ABS бачить, що певний колесо почало швидше інших коліс сповільнюватися цикл, описаний вище, повторюється. Швидкість всього цього процесу становить 15 разів у секунду. По суті, система імітує переривчасте багаторазове натискання педалі гальма. Приблизно такий метод гальмування використовували професійні автогонщики на старих автомобілях. Але який би у вас не був досвід водіння, як бачите, електроніка здатна натискати і відпускати педаль гальма швидше, ніж ви можете зробити. Погодьтеся, що вам не вдасться натискати і відпускати педаль гальма зі швидкістю 15 разів у секунду.
Ось відео, яке показує, як працює антиблокувальна система:
Ще один закордонний ролик, які більш детально пояснює принцип роботи ABS:
Електронний контроль стійкості (ESC/ESP)
Електронний контроль стійкості або динамічна система стабілізації автомобіля, це комп’ютерна система управління, яка управляє не тільки кожним окремо гальмом колеса, але і здатна одночасно з гальмуванням зменшувати потужність двигуна, що забезпечує контроль над керуванням автомобілем.
Вперше система контролю стійкості автомобіля була застосована компанією Мерседес в середині 90-х років. У 2012 році США зобов’язала всіх автовиробників продають автомобілі в Америці оснащувати динамічною системою стабілізації усі транспортні засоби, що надходять на ринок США. Це дозволило істотно знизити аварійність на дорогах Сполучених штатів. За даними IIHS (страховий Інститут безпеки дорожнього руху США) після введення застосування в нових автомобілях електронної системи стабілізації автомобіля, можливо, вдалося запобігти 30 відсотків аварій на дорогах у всьому світі.
Технологія ESC/ESP складається з шести важливих компонентів: датчиків швидкості обертання коліс, керуючого модуля, датчика визначає кут руху автомобіля на дорозі, датчика темпу відхилення від курсу руху, акселерометра і гідравлічного модулятора.
Зверніть увагу, що гідравлічний модулятор, який застосовується в системі ESC, застосовується точно такий же, як у системі ABS. Так що як бачите, система ESC це вдосконалена система ABS, в яку додали датчик, стежить за відхиленням курсу руху машини, акселерометр і доданий датчик контролює кут руху транспортного засобу по дорозі.
Щоб зрозуміти, як працює система ESC/ESP, уявімо, що ви рухаєтеся по шосе на швидкості 95 кілометрів на годину. Несподівано на дорогу вибігає собака або будь-яке інше тварина. Ви, намагаючись піти від удару, відхилення кермо в бік. Що ж відбувається в цей момент в автомобілі, обладнаному системою курсової стійкості? Датчик темпу відхилення від курсу руху визначає, по якій траєкторії рухається автомобіль.
Датчик, що визначає кут руху автомобіля передає системі дані про те, в якому становищі знаходяться передні колеса. Акселерометр визначає, що ковзає чи Ваш транспортний засіб, а датчики швидкості точно також як у системі ABS визначають, і контролюю швидкість обертання кожного колеса.
Якщо ви, щоб піти від удару, викрутити кермо дуже різко, то ваша машина не відразу почне зміщуватися в бік повороту керма, а короткий час буде рухатися прямо. Цей ефект відбувається за першого закону Ньютона. Справа в тому, що біля передніх коліс, після того як ви занадто різко повернете кермо, не вистачатиме досить тяги, щоб зберегти зчеплення з дорогою, що в підсумку призведе до ковзання передніх коліс і машина буде продовжувати рухатися прямо.
В цьому випадку система курсової стійкості (ESC) прийде на допомогу. Керуючий електронний блок при такій ситуації отримає невідповідність даних, одержуваних з датчика виміру кута руху автомобіля і фактичним рухом машини (яке передається датчиком темпу відхилення від руху курсу).
В результаті такої невідповідності система посилає гідравлічній системі команду збільшити силу гальмування для заднього лівого колеса або правого колеса (залежно від того, в яку сторону ви повернули рульове колесо). Це дозволяє уникнути занесення з-за ковзання передніх коліс і вирівняти машину. При необхідності система також може знизити потужність двигуна (знизити обороти) посилаючи сигнал на дросель.
Якщо б машина не оснащена системою динамічної стабілізації, то тоді викрутивши різко кермо в бік, передні колеса почали б ковзати, а задню частину машини почало заносити в сторону. Так що система ESC/ESP контролює стійкість машини на дорозі. Для того щоб краще зрозуміти, як працює динамічна система стабілізації автомобіля, подивіться відео нижче:
Увімкніть російські субтитри
Ось відео з передовому:
Ще один ролик, які пояснює принцип роботи системи ESP:
Система контролю тяги (Протибуксовна система DTC)
Система контролю тяги працює схожим чином з ESC. Наприклад, якщо транспортний засіб буде нездатна отримати достатньо тяги на слизькій зимовій дорозі, то система контролю тяги уповільнити одне колесо, коли інше буде обертатися з колишньою швидкістю.
Напевно, ви не раз звертали увагу з боку, як на крижаній дорозі при гальмуванні автомобіля одне колесо може бути повністю заблоковано, коли інші колеса обертаються. Сенс системи простий. Колесо з найменшою кількістю тяги отримують більше крутного моменту, ніж колеса, які мають досить тягового зусилля. Тягове зусилля контролюється за допомогою датчиків швидкості системи ABS. Як тільки протибуксовна система DTC з допомогою датчика визначає, що колесо сповільнюється по відношенню до інших колесам, то вона зменшує подачу потужності крутного моменту.
Це допомагає колесу повернути необхідну тягу. Якщо зменшення потужності не допомагає щоб повернути тягу, то система може активувати гальмівну систему, щоб зменшити швидкість обертання колеса. Крім того, активізація гальмівної системи необхідна, для того щоб зменшити тягове зусилля, в разі якщо яке-небудь колесо має більше тяги, ніж це необхідно. Щоб побачити, як працює система тягового зусилля, подивіться відео нижче:
